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浅谈粉末直接压片技术的工艺研究
发表时间:2023-02-10

 

来源:制药工艺与装备、中粉药用粉体

 

随着制药行业市场竞争不断加剧,制药企业需要进一步降低生产成本,保证药品的稳定性,增强药品的市场竞争力。在充分保证药效的前提下,降低制药成本成为众多药企的首选。同时,随着国际制药工艺的不断改进,药品制造的自动化程度越来越高,对制药的工序也更加严格。粉末直接压片工艺能够大大节约生产时间,各个批次间的差异进一步缩小,做到成本降低与产能效率提升并举,具有非常强的操作性。因此,粉末直接压片技术具有非常好的成本控制优势。

 

 
 
 
粉末直接压片技术简介

粉末直接压片技术,在欧美大约始于20世纪60~70年代,是将药物粉末与适宜辅料分别过筛并混合均匀后,不经过制颗粒(湿颗粒或干颗粒)而直接压制成片的一种方法。其工艺简单、经济,有较低的劳动成本。由于大多数药物的理化性能无法满足粉末直接压片的要求,需要选用性能优越的新型辅料来改善药物的流动性和可压性。1963年喷雾干燥乳糖以及微晶纤维素的首次出现,从根本上改善了粉末的流动性能,突破了粉末直接压片工艺的主要技术瓶颈,对于制药工业具有里程碑式的意义。

 

 
 
 
粉末直接压片法在生产中对物料的基础要求

粉末直接压片的过程对物料本身有较为严格的要求,如果物料不合格,便会导致制作效果不佳、整体质量不合格的问题。常规情况下,粉末直接压片的物料需要具有良好的流动性、可压性和润滑性。

 

(1)流动性  

粒径相同而形状不同的粉末,其流动性也不同,其中球形粉末流动性良好,片状或棒状等形状粉末的流动性则差。热处理过的粉末可增加振实密度,提高粉末流动性,但温度过高会导致粉末黏附性增大而影响粉末流动性。考虑到原料和辅助材料的特性以及加工设备的影响,同一粉末的流动性可能因各种因素影响而产生差异。因此在对粉末流动性进行研究时,需要考虑各类因素,进行综合分析。

 

粉末流动性是粉末挤压过程中一个非常重要的黏结因素,它直接影响材料的填充稠度,此外,流动性在材料的储存、运输和混合中起着重要作用。在药品生产过程中,粉末的流动性直接关乎药品质量,如重量差异、含量一致性、生产方法等、材料利用率和生产周期,如混合时间、压片速度等。

 

(2)可压性  

大多数原料药材自身都不具备可压性,必须充分考虑填充剂黏合剂系统的稀释潜力。首先,在正常片剂压力下,设计用于直接压片的配方应压片到硬度较高的片剂。小剂量片剂中含量较低,通常需要以较低的剂量直接压片,一般情况下成型效果良好,绝大多数此类添加剂可根据需要使用,强调药品分布的均匀性和活性物质的均匀性。当片剂中的药物比例较高时,活性物质的性质、辅料补充剂的类型和用途需要有针对性的评估和控制,以及如何使用最低数量的辅料补充剂来制备药片需要进行深入研究。对于活性物质来说,研究粒径和结晶对压力的影响是非常重要的。

 

(3)润滑性  

就润滑敏感性而言,粉末混合物比颗粒混合物更加复杂。在进行实际制片过程中,为了让颗粒以及粉末具有良好的流动性,需要填入一定量的润滑剂,如滑石粉、硬脂酸镁等,从而压制过程中获得流动性好的颗粒或粉末。润滑剂不得在高速撇渣器中与直接压缩的粉末混合物混合。此外,必须严格控制润滑剂颗粒的原始状态。

 

 
 
 
粉末直接压片法在生产中对辅料的应用要求

由于大多数药物粉末的流动性和可压性都不能满足粉末直接压片的要求,所以选用性能优越的辅料来增加药物的流动性和可压性是一个最直接有效的方法。

 

采用粉末直接压片法时,生产者要挑选合适的辅料类型,尽可能提高压片的效率与质量,降低出现问题的可能性,实现良好的生产目标。常规情况下,辅料包含微晶纤维素、甘露醇、预胶化淀粉、胶态二氧化硅、硬脂酸镁五种,这些类型具有差异化的优势,相关人员需要根据药品特性以及环境条件选择正确的应用形式。

 

为了推动粉末直接压片技术的发展,还需要开发各种性质都优越的辅料,方法有合成新的化合物和研发复合辅料等。复合辅料能够使用共同干燥工艺,将两种或多种已经存在的辅料,在粒子层面进行物理混合的产物。

 

防止原有辅料出现质量不合格现象,导致粉末直接压片无法实现,在生产工艺开始之前,就要对原料与辅料做出具体规定,包括其粉体学指标,如颗粒直径、疏松程度、水分含量等方面,这样才能保证成品质量。比如:药物与辅料的粒径及粒度分布等物理性质要相近,以利于混合均匀,尤其是规格较小、需测定含量均匀度的药物。

 

 
 
 
粉末直接压片技术在医药工业中的应用优势

(1)明显降低药业制造生产成本  

不同的制药企业有着不同的工艺程序,由于工艺方法的繁简不同,投入的设备也不一样,需要的人力也不同。工艺程序越多,需要配置的人力资源越多,制药的环节也越复杂,消耗的成本也有较大的差异。在这些工艺中,粉末直接压片技术这样的工艺方法减少很多环节,整个制造程序较为简单。由于不再需要对药品进行制粒,也不需要干燥,能够大大节省能源。同时,能最大限度的保持药性的稳定性,增强药效,提高药物溶出度。

 

(2)使药品的溶出度和崩解性大为提高  

粉末直接压片技术没有更多的水分,不会降低崩解性。同时,该工艺没有采用颗粒压片,片剂崩解后是相对均匀的细粉。药品进入人体能够更加均匀缓释到各个组织,分散的均匀程度大为改善,有利于药物的释放和吸收,保障药效。在人体中,药物依靠范德华力与水迅速亲和,生成更有利于发挥药效的氧键,药物的疏水就能最大限度的抑制使得药物快速溶出,从而提升药物的溶出度。

 

(3)技术工艺的应用发展空间大  

与湿法制粒相比较,粉末直接压片技术不需加入水分,也无需通过加热挥发来制粒,也就不会受到水分和热能的影响。不少药物加入水容易造成水解或者氧化,还有一些药物因为加热就会造成各种化学反应,甚至因为受热而发生破坏。粉末直接压片技术能有效避免这些问题,很多药物都能利用这种工艺方法,不仅保障药效,还能提高效率,减少各种气候、天气、水、热等因素的影响,有着非常大的应用发展空间。

 

 
 
 
小结

粉末直接压片技术在国外非常成熟,而国内还是主要采用湿法制粒工艺。随着国内医药产业的快速增长,更多国外新型药用辅料和新特药引入国内生产,进一步加大国内新药研发并推向市场,粉末直接压片技术将会在医药产业应用中越来越广泛。